(57)【要約】【課題】  ピストンを構成する部品点数を削減して容易に組み立てることができるようにすること。【解決手段】  少なくとも円筒状のシリンダーと、該シリンダー内に摺動可能な状態で挿設されたピストンが端部に接続されたシャフトとを備えた定量ポンプであって、前記ピストンは前記シャフトとの間で弁機能を発揮するようにすることによって、ピストンを構成する部品点数を削減して容易に組み立てることができるようにすることができるようになる。【選択図】図１
2006189126.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフトの端部に接続して用いられるピストンであって、
該ピストンは前記シャフトとの間で弁機能を発揮すること
を特徴とするピストン。
【請求項２】
シャフトの端部に接続して用いられるピストンであって、
該ピストンはピストン支持部とピストン本体部とから構成され、
前記ピストン支持部は、樹脂で略円盤状に形成してその中央部にシャフト取付用孔部を設け、
前記ピストン本体部は、ゴムで略円盤状に形成してその中央部に前記シャフトの軸方向に延設された筒状のバルブ部を形成し、
これらピストン支持部とピストン本体部とを一体的に成型したこと
を特徴とするピストン。
【請求項３】
前記ピストン本体部には、
周縁部にピストン支持部の外径よりも稍大径のシール部を形成したこと
を特徴とする請求項２に記載のピストン。
【請求項４】
少なくとも円筒状のシリンダーと、該シリンダー内に摺動可能な状態で挿設されたピストンが端部に接続されたシャフトとを備えた定量ポンプであって、
前記ピストンは前記シャフトとの間で弁機能を発揮すること
を特徴とする定量ポンプ。
【請求項５】
少なくとも円筒状のシリンダーと、該シリンダー内に摺動可能な状態で挿設されたピストンが端部に接続されたシャフトとを備えた定量ポンプであって、
前記ピストンはピストン支持部とピストン本体部とから構成され、
前記ピストン支持部は、樹脂で略円盤状に形成してその中央部にシャフト取付用孔部を設け、
前記ピストン本体部は、ゴムで略円盤状に形成してその中央部に前記シャフトの軸方向に延設された筒状のバルブ部を形成し、
これらピストン支持部とピストン本体部とを一体的に成型したこと
を特徴とする定量ポンプ。
【請求項６】
前記ピストンは、
フランジ部材を介在させてシャフトに接続されていること
を特徴とする請求項５に記載の定量ポンプ。
【請求項７】
前記ピストンには、
該ピストンとシャフトとを接続するための固定ネジとの接触部に凸部を形成させたこと
を特徴とする請求項５または６に記載の定量ポンプ。
【請求項８】
前記ピストンは、
耐熱性のポリアミド樹脂を用いてピストン支持部を形成したこと
を特徴とする請求項５乃至７のいずれかに記載の定量ポンプ。
【請求項９】
前記ピストン本体部には、
周縁部にピストン支持部の外径よりも稍大径のシール部を形成したこと
を特徴とする請求項５に記載の定量ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、ガス検知管等を取り付けて定量のガスを吸引するための定量ポンプと、該定量ポンプに使用するピストンとに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の定量ポンプにおいては、同一出願人によるものとして、例えば、中空円筒状のケーシング（シリンダー）と、該ケーシング内に嵌装されたピストン部を有すると共に第１のストッパ溝と第２のストッパ溝を有したシャフトと、前記ケーシングの先端部に螺着されたガス導入孔を有する案内筒と、該案内筒の先端に着脱自在に取り付けられ、前記ガス導入孔に連通する検知管の端部収容体と、前記ケーシングの基端部に螺着され前記シャフトを挿通自在に支持する支持筒と、該支持筒の外部に位置し且つ前記シャフトの端部に形成された操作ハンドルと、前記支持筒内部に配設され、バネで前記挿通されたシャフトの軸芯方向に付勢された係止片を備えたストッパとから構成され、前記シャフトに形成された第１のストッパ溝と第２のストッパ溝が１８０度回転した位置に設けられ、前記操作ハンドルを１８０度回すことにより前記ストッパの係止片がストッパ溝と係合する位置を変える事により採取ガス量を選択出来るガス検知管用定量ポンプがある（特許文献１参照）。
【０００３】
この種のガス検知管用定量ポンプに用いられているピストン部の構造を略示的に示した断面図を図７に示してある。アルミニウム等の金属で棒状に形成されたシャフト１０１の内部には、金属製のパイプ１０２が配設されており、該パイプ１０２の端部側は前記シャフト１０１の端部よりも所定長さ突出した状態になっており、前記パイプ１０２の端部寄りにはネジ部１０２ａが形成されている。
【０００４】
シャフト１０１の端部よりも突出するパイプ１０２の端部側には、ピストン部１０３が接続されるようになっている。このピストン部１０３は、例えば、ピストン１０４と、フランジ１０５と、ピストンパッキン１０６と、リングバルブ１０７と、Ｏ−リング１０８との部品から構成されており、これら部品で構成されたピストン部１０３は、ナット１０９をパイプ１０２のネジ部１０２ａに螺着させることによって固定されている。
【０００５】
前記ガス検知管用定量ポンプは、端部収容体の筒状ゴム体にガス検知管を装着させた状態でシャフト１０１の端部に設けられた操作ハンドルを引いて、前記シャフト１０１に接続されたピストン部１０３をケーシング（シリンダー）内で移動させて該ケーシング内を真空乃至減圧状態にさせることにより前記ガス検知管に所定量のガスを吸引させるものである。
【０００６】
このガス検知管用定量ポンプにおいて故障等の不具合が生じた場合、その不具合の多くはピストン部１０３にガスの漏れ（リーク）が生じ、ケーシング（シリンダー）内をピストン部１０３が移動した際、該ケーシング内が所定の真空乃至減圧状態にならないというものである。
【０００７】
このピストン部１０３の不具合としては、例えば、ピストンパッキン１０６とケーシング（シリンダー）との密着性の低下による不具合や、リングバルブ１０７の不具合や、Ｏ−リング１０８の不具合や、それぞれの部品取り付け状態による不具合や、それぞれの部品の老朽化・劣化等がある。
【０００８】
このように、複数の部品からなるピストン部１０３は、それぞれの部品の老朽化・劣化等の他、それぞれの部品の取り付け状態等によっても不具合が生じることがあるため、ガス検知管用定量ポンプのメンテナンスは、サービスセンター等に持ち込まれ、特定の技術者によって取り付け・調整が行われて、シャフト１０１の端部にピストン部１０３を接続させるためのナット１０９の緩みによって前記複数の部品の取り付け状態が変わらないように、前記ナット１０９の螺着後にネジロック剤を塗布している。
【０００９】
【特許文献１】特開平９−５２１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、前記従来技術においては、ピストン部１０３が複数の部品によって構成されていることから、ピストン部１０３の不具合といっても、前述のようにピストン部１０３に使用される部品単体の不具合や、複数の部品との関係によって生じる不具合があって、その不具合が生じている原因や部品の特定が困難であり、また、取り付け状態等によっても不具合が生じるため、部品交換等のメンテナンスや、組み立て作業が容易でないという問題点を有している。
【００１１】
従って、従来の定量ポンプにおいては、ピストンを構成する部品点数を削減して容易に組み立てることができるようにするということに解決しなければならない課題を有している。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記した従来例の課題を解決する具体的手段として本発明に係る第１の発明として、シャフトの端部に接続して用いられるピストンであって、該ピストンは前記シャフトとの間で弁機能を発揮することを特徴とするピストンを提供するものである。
【００１３】
第２の発明として、シャフトの端部に接続して用いられるピストンであって、該ピストンはピストン支持部とピストン本体部とから構成され、前記ピストン支持部は、樹脂で略円盤状に形成してその中央部にシャフト取付用孔部を設け、前記ピストン本体部は、ゴムで略円盤状に形成してその中央部に前記シャフトの軸方向に延設された筒状のバルブ部を形成し、これらピストン支持部とピストン本体部とを一体的に成型したことを特徴とするピストンを提供するものである。
【００１４】
この第２の発明において、前記ピストン本体部には、周縁部にピストン支持部の外径よりも稍大径のシール部を形成したことを付加的な要件として含むものである。
【００１５】
また、第３の発明として、少なくとも円筒状のシリンダーと、該シリンダー内に摺動可能な状態で挿設されたピストンが端部に接続されたシャフトとを備えた定量ポンプであって、前記ピストンは前記シャフトとの間で弁機能を発揮することを特徴とする定量ポンプを提供するものである。
【００１６】
第４の発明として、少なくとも円筒状のシリンダーと、該シリンダー内に摺動可能な状態で挿設されたピストンが端部に接続されたシャフトとを備えた定量ポンプであって、前記ピストンはピストン支持部とピストン本体部とから構成され、前記ピストン支持部は、樹脂で略円盤状に形成してその中央部にシャフト取付用孔部を設け、前記ピストン本体部は、ゴムで略円盤状に形成してその中央部に前記シャフトの軸方向に延設された筒状のバルブ部を形成し、これらピストン支持部とピストン本体部とを一体的に成型したことを特徴とする定量ポンプを提供するものである。
【００１７】
この第４の発明において、前記ピストンは、フランジ部材を介在させてシャフトに接続されていること；前記ピストンには、該ピストンとシャフトとを接続するための固定ネジとの接触部に凸部を形成させたこと；前記ピストンは、耐熱性のポリアミド樹脂を用いてピストン支持部を形成したこと；前記ピストン本体部には、周縁部にピストン支持部の外径よりも稍大径のシール部を形成したこと；を付加的な要件として含むものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の第１の発明に係るピストンは、シャフトの端部に接続して用いられるピストンであって、該ピストンは前記シャフトとの間で弁機能を発揮させるようにしたものであり、また、本発明の第２の発明に係るピストンは、シャフトの端部に接続して用いられるピストンであって、該ピストンはピストン支持部とピストン本体部とから構成され、前記ピストン支持部は、樹脂で略円盤状に形成してその中央部にシャフト取付用孔部を設け、前記ピストン本体部は、ゴムで略円盤状に形成してその中央部に前記シャフトの軸方向に延設された筒状のバルブ部を形成し、これらピストン支持部とピストン本体部とを一体的に成型したものであるため、これら第１及び第２の発明に係るピストンは、ピストンを構成する部品点数が削減され、また、このピストンを用いて、例えば、定量ポンプ等を製造する場合には、組み立てが容易なため製造性・メンテナンス性を向上させることができると共に、保管コスト等を削減することができるという優れた効果を奏する。
【００１９】
更に、前記ピストン本体部の周縁部にピストン支持部の外径よりも稍大径のシール部を形成することにより、一つのピストンだけで、ピストンに必要な全ての機能を備えることができるようになるので、ピストンを構成する部品点数を削減して保管コスト等を削減することができるばかりでなく、製造性・メンテナンス性がより一層向上されて容易に組み立てることができるようになり、特にリーク等の問題が生じた場合であってもピストンさえ交換すれば前記問題を容易に解消することができるようになる。
【００２０】
本発明の第３の発明に係る定量ポンプは、少なくとも円筒状のシリンダーと、該シリンダー内に摺動可能な状態で挿設されたピストンが端部に接続されたシャフトとを備えた定量ポンプであって、前記ピストンは前記シャフトとの間で弁機能を発揮させるようにしたものであり、また、本発明の第４の発明に係る定量ポンプは、少なくとも円筒状のシリンダーと、該シリンダー内に摺動可能な状態で挿設されたピストンが端部に接続されたシャフトとを備えた定量ポンプであって、前記ピストンはピストン支持部とピストン本体部とから構成され、前記ピストン支持部は、樹脂で略円盤状に形成してその中央部にシャフト取付用孔部を設け、前記ピストン本体部は、ゴムで略円盤状に形成してその中央部に前記シャフトの軸方向に延設された筒状のバルブ部を形成し、これらピストン支持部とピストン本体部とを一体的に成型したものであるため、これら第３及び第４の発明に係る定量ポンプは、定量ポンプに用いるピストンを構成する部品点数が削減されて、容易に組み立てることができると共に、リーク等の不具合が生じづらく、またリーク等の不具合が生じたとしても、その原因や部品を容易に特定することができるという優れた効果を奏する。
【００２１】
更に、前記ピストン本体部の周縁部にピストン支持部の外径よりも稍大径のシール部を形成することにより、一つのピストンだけで、ピストンに必要な全ての機能を備えることができるようになるので、ピストンを構成する部品点数を削減して保管コスト等を削減することができるばかりでなく、製造性・メンテナンス性がより一層向上されて容易に組み立てることができるようになり、特にリーク等の問題が生じた場合であってもピストンさえ交換すれば前記問題を容易に解消することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
次に、本発明を具体的な実施の形態に基づいて詳しく説明する。
本発明の実施の形態に係るピストン及び該ピストンを用いた定量ポンプを図１乃至図６を用いて説明する。なお、前記従来技術におけるピストン部１０３を構成する部品の呼称は、従来このように呼んでいたというだけのものであり、本発明に係るピストン及び定量ポンプに用いる部品においても同一の呼称を有する部品があるが、単に同一の呼称を用いることになっただけのことであって、前記従来技術のピストン部１０３を構成する部品と同一の機能を有するというものではない。
【００２３】
図１に、本発明の実施の形態に係る定量ポンプの略示的な斜視図を示してある。定量ポンプ１は、略円筒状に形成されたケーシング２の一端部側には、案内筒３が配設されており、該案内筒３には、ガス検知管４を装着させることができるガス検知管装着部５が設けられている。
【００２４】
一方、ケーシング２の他端部側には、支持筒６が配設されている。該支持筒６には、図示していない挿通孔が形成されており、該挿通孔には、摺動可能な状態でシャフト７が挿通されている。このシャフト７は、アルミニウム等の金属または熱可塑性エンジニアリング樹脂等の樹脂等により棒状に形成されている。
【００２５】
ケーシング２の外側に位置する前記シャフト７の端部には、操作ハンドル８が配設されており、該操作ハンドル８を握って前後に操作することにより、該操作ハンドル８の操作に伴って前記シャフト７が前後に摺動するので、該シャフト７の出し入れが容易にできるようになっている。なお、前記操作ハンドル８は、前記シャフト７と一体的に形成しても良いことは勿論である。
【００２６】
図２に、定量ポンプ１の案内筒３側の一部を断面で示した略示的な平面図を示してある。ガス検知管装着部５内には、先広の筒状に形成されたガス検知管取付部材９が配設されており、該ガス検知管取付部材９内にガス検知管４の端部側を挿入させて装着させるようになっている。
【００２７】
筒状に形成されたガス検知管取付部材９の内径側は、ガス吸引口９ａが形成されており、前記ガス検知管取付部材９の定量ポンプ１内側の端部、即ちガス吸引口９ａの端部には、フィルター１０が配設されており、前記定量ポンプ１内に吸引されるガスは、前記フィルター１０を通過するようになっている。
【００２８】
ケーシング２の内部には、円筒状に形成されたシリンダー１１が配設されている。また、該シリンダー１１（ケーシング２）の内部側に位置するシャフト７の端部には、ピストン１２が接続されており、該ピストン１２は、前記シリンダー１１内に摺動可能な状態で挿設されている。つまり、操作ハンドル８を操作することにより、前記シャフト７を介して前記ピストン１２をシリンダー１１内で前後に摺動させることができるのである。
【００２９】
図３に、シャフト７とピストン１２とを分解して示しピストン１２側からみた斜視図を示し、図４に、シャフト７とピストン１２とを分解して示しシャフト７側からみた斜視図を示してある。シャフト７内には、アルミニウム等の金属または熱可塑性エンジニアリング樹脂等の樹脂等で形成されたパイプ１３が配設されており、該パイプ１３の端部側は前記シャフト７の端部よりも所定長さ突出した状態になっており、前記パイプ１３の端部寄りの内径側にはネジ部１３ａが形成されている。なお、前記パイプ１３は、前記ピストン１２の接続を容易にすること及び製造を容易にするために設けたものであって、前記シャフト７と前記パイプ１３とは、必ずしも別々に形成しなければならないというものではなく、例えば、前記シャフト７と前記パイプ１３とを一体で形成してパイプ１３を省略しても良い。
【００３０】
シャフト７の端部よりも突出するパイプ１３の端部側には、ピストン１２を配設して、該ピストン１２を前記シャフト７の端部に接続できるようになっている。図５に、ピストン１２を拡大して略示的に示した断面図を示し、図６に、ピストン１２をシャフト７の端部に接続させた状態を拡大して略示的に示した断面図を示してある。ピストン１２は、ピストン支持部１４とピストン本体部１５とから構成されている。
【００３１】
このピストン支持部１４は、例えば、耐熱性のポリアミド樹脂（耐熱性ＰＡ）等の樹脂を用いて略円盤状に形成し、該略円盤状の中央部には、パイプ１３（シャフト７）の外径よりも稍大径のシャフト取付用孔部１４ａを設け、該シャフト取付用孔部１４ａに前記シャフト７の端部よりも所定長さ突出しているパイプ１３を挿設できるようになっている。前記樹脂としては、熱変形に至る温度が２３０℃以上の樹脂であることが好ましい。
【００３２】
前記ピストン本体部１５は、例えば、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）等のゴムを用いて略円盤状に形成し、該略円盤状の中央部には、パイプ１３（シャフト７）の外径よりも稍大径のシャフト挿通用孔部１５ａを設け、該シャフト取付用孔部１４ａに前記シャフト７の端部よりも所定長さ突出しているパイプ１３を挿設できるようになっている。略円盤状に形成された前記ピストン支持部１４と前記ピストン本体部１５とは、略同一の外周径に形成することが良く、前記ピストン本体部１５の上面の形状が前記ピストン支持部１４の底面の形状と略同一の形状になるように対応させて形成することが良い。このピストン本体部１５は、前記ピストン支持部１４との接触面側を略同径に形成することが好ましい。
【００３３】
ピストン本体部１５に形成されたシャフト挿通用孔部１５ａには、シャフト７の軸方向７ａに延設された筒状のバルブ部１５ｂが形成されている。つまり、略円盤状に形成された前記ピストン本体部１５の中央部にシャフト７の軸方向７ａに延設された筒状のバルブ部１５ｂを設けたことによって前記シャフト挿通用孔部１５ａが形成されたものである。この筒状のバルブ部１５ｂとしては、例えば、ピストン本体部１５からみて後方側、即ち支持筒６側に形成することが好ましく、また、シャフト７の軸方向７ａと略同一の方向、即ち軸方向７ａから稍傾斜した角度の方向も含むものである。
【００３４】
このバルブ部１５ｂは、シャフト７の軸方向７ａでガス検知管取付部材９のガス吸引口９ａと反対面側、即ちガス検知管装着部５側からみてシリンダー１１側に肉薄状に形成させることが良く、その際、ガス検知管装着部５側からシリンダー１１側に向かって端部が縮径されるように形成し、その端部側がシャフト７のパイプ１３の外径よりも稍小径になるように形成することが好ましい。筒状のバルブ部１５ｂとして、例えば、先端側の径が小さい円錐台形状の筒体であれば良い。
【００３５】
つまり、バルブ部１５ｂにパイプ１３を挿設させる際には、該パイプ１３が前記バルブ部１５ｂを稍押し広げながら挿入されるようになるため、該バルブ部１５ｂと前記パイプ１３とがしっかりと確実に密着するようになっているのである。更に、バルブ部１５ｂの端部には、内径側に凸状に形成された内周凸状リップ部１５ｃを形成し、挿設されたパイプ１３（シャフト７）との密着性を向上させるようにしている。要するに、内周凸状リップ部１５ｃは、バルブ（弁）としての機能を確実に維持するために、バルブ部１５ｂの端部における長期の縮径状態の維持と、該端部の裂け等の破損防止機能維持と、パイプ１３（シャフト７）との密着性の向上とにおいて重要であるため、バルブ部１５ｂの端部に内周凸状リップ部１５ｃを設けておくことが好ましいのである。
【００３６】
このバルブ部１５ｂは、該バルブ部１５ｂの肉厚や、ピストン本体部１５の底面側から延設される長さによって、後述するガス抜き時の圧力が変化するようになる、即ち、バルブ部１５ｂの肉厚を厚くしたり、バルブ部１５ｂの長さを長くすると、ガス抜き時に高い圧力が必要になり、一方、バルブ部１５ｂの肉厚を薄くしたり、バルブ部１５ｂの長さを短くすると、低い圧力でガスが抜けるようになる。そのため、使用目的等によって、バルブ部１５ｂの肉厚と長さとは、適宜調整すれば良いが、本発明に係るピストン１２をシリンダー１１内に吸引できるガスの容量が１００ミリリットル程度である定量ポンプ１に用いる場合には、例えば、バルブ部１５ｂの肉厚が略０．３ｍｍ〜０．５ｍｍ程度の範囲で、長さが略３．０ｍｍ〜３．５ｍｍ程度の範囲にすると良い。
【００３７】
ピストン本体部１５の周縁部には、ピストン支持部１４の外径よりも稍大径のシール部１５ｄを形成してある。該シール部１５ｄは、ガス検知管装着部５側からシリンダー１１側に向かって拡径されるように形成し、その端部側がシリンダー１１の内径よりも稍大径になるように形成することが好ましい。更に、シール部１５ｄの端部寄りには、凸状に形成された複数本のリング状シール部１５ｅを形成し、シリンダー１１との密着性を向上させるようにすることが好ましい。
【００３８】
また、ピストン本体部１５におけるシール部１５ｄの内径側には、リング状凹部ｆを形成することが好ましく、このようにリング状凹部ｆを形成することにより、シリンダー１１内に沿ってピストン１２を摺動させた際に、ピストン本体部１５のシール部１５ｄの外径がリング状凹部ｆの存在によって適宜調整されるため、前記シール部１５ｄがシリンダー１１内とより確実に密着するようになるのである。
【００３９】
これら樹脂で形成されたピストン支持部１４と、ゴムで形成されたピストン本体部１５とは、前記ピストン支持部１４の底面とピストン本体部１５の上面とを重ね合わせて貼着させた状態で、周囲を略２００℃乃至前記ピストン本体部１５を形成する樹脂が熱変形に至らない温度（例えば２２５℃）程度の温度の範囲にすることによって、前記樹脂製のピストン支持部１４とゴム製のピストン本体部１５とを一体的に成型することができる。この際、まずピストン支持部１４のみを形成しておき、該ピストン支持部１４をピストン本体部１５を形成することができる所定の型内に配設し、該型内に前記温度の範囲にした流体状のゴムを流入させて樹脂製のピストン支持部１４とゴム製のピストン本体部１５とを一体的に成型してピストン１２を形成しても良い。
【００４０】
このように形成したピストン１２は、該ピストン１２のシャフト取付用孔部１４ａとシャフト挿通用孔部１５ａとにパイプ１３（シャフト７）を挿設し、該パイプ１３のネジ部１３ａに前記ピストン１２の上面（ピストン支持部１４の上面）側から固定ネジ１６を螺着させて前記シャフト７の端部に前記ピストン１２を接続させて固定するが、該ピストン１２のピストン支持部１４の上面側に前記固定ネジ１６より大径の凹部１４ｂを形成し、該固定ネジ１６が前記ピストン支持部１４の上面よりも突出しないようにするのが良い。
【００４１】
そして、ピストン１２のピストン支持部１４の上面側（凹部１４ｂ）には、シャフト取付用孔部１４ａの周囲で固定ネジ１６の半径内、即ちピストン１２と固定ネジ１６との接触部に半円形状の凸部１５ｇを形成するのが良い。このようにピストン１２と固定ネジ１６との接触部に複数（例えば４つ）の凸部１５ｇを形成させることにより、前記固定ネジ１６を螺着させた際に、図６に示したように、該固定ネジ１６の螺着によって前記凸部１５ｇが押圧され、該押圧に対する反発力が凸部１５ｇに生じて該固定ネジ１６にテンションを付与するようになるため、前記固定ネジ１６の螺着の緩みが防止されるようになり、前記従来技術で必要であったナット１０９の螺着後におけるネジロック剤（ネジ緩み防止剤）の塗布が、本発明に係るピストン１２及び定量ポンプ１では必要ではなくなるので、製造・メンテナンスを容易に行うことができるようになるのである。
【００４２】
この凸部１５ｇは、ピストン支持部１４を形成する際に樹脂によって形成しても良いが、図５に示したように、シャフト取付用孔部１４ａの周囲に凸部用孔部１４ｃを穿設すると共に、該凸部用孔部１４ｃの上部側に周縁凹部１４ｄを形成し、該周縁凹部１４ｄに対応する凸部用フランジ部１５ｈが形成された凸部１５ｇをピストン本体部１５を形成する際にゴムによって形成し、該凸部１５ｇと凸部用フランジ部１５ｈとを前記凸部用孔部１４ｃと周縁凹部１４ｄとに嵌合させることが好ましい。
【００４３】
このように前記凸部１５ｇと凸部用フランジ部１５ｈとを前記凸部用孔部１４ｃと周縁凹部１４ｄとに嵌合させることにより、ピストン支持部１４とピストン本体部１との一体化がより強固になると共に、樹脂よりもソフトなゴムで凸部１５ｇを形成して、固定ネジ１６の緩み防止を向上できるのである。更に、ピストン支持部１４の底面側でシャフト取付用孔部１４ａの周囲には、固定用凸部１４ｅを形成すると共に、該固定用凸部１４ｅに対応する孔部１５ｉをピストン本体部１５に形成し、これら固定用凸部１４ｅと孔部１５ｉとを嵌合させてピストン支持部１４とピストン本体部１との一体化をより強固にすることが好ましい。
【００４４】
更に、ピストン支持部１４の上面側、例えば固定用凸部１４ｅの反対面側には、シャフト取付用孔部１４ａに達するガス抜き用凹部１４ｆを形成してあり、ピストン１２の上面（ピストン支持部１４の上面）側に固定ネジ１６を螺着させた場合であっても、前記ガス抜き用凹部１４ｆを介して前記シャフト取付用孔部１４ａ内にガスが流入されるようになっている。なお、前記ガス抜き用凹部１４ｆは、必ずしも形成しなければならないというものではなく、例えば、ピストン１２の上面側と固定ネジ１６との間隙からガスが抜けるようにしても良い。
【００４５】
ピストン１２は、シャフト７の端部側（シャフト７の端部よりも所定長さ突出したパイプ１３の端部側）に直接的に配設して接続させても良いが、フランジ部材１７を介在させて前記シャフト７に接続、即ち、図６に示したようにシャフト７の端部よりも突出するパイプ１３の端部側にまずフランジ部材１７を配設し、該フランジ部材１７の上側にピストン１２を配設するようにすることが好ましい。
【００４６】
このフランジ部材１７は、例えば、熱可塑性のポリエステル樹脂等の樹脂を用いて形成することができる。前記フランジ部材１７には、パイプ１３（シャフト７）の外径と略同径に形成された内径を有する円筒部１７ａと、該円筒部１７ａの上部側に張り出したフランジ部１７ｂとが形成されている。前記円筒部１７ａの上部側には、前記パイプ１３（シャフト７）より大径に形成したバルブ部収容凹部１７ｃを形成してあり、前記フランジ部１７ｂの上面側の周縁側には、傾斜部１７ｄを形成してある。
【００４７】
そのため、パイプ１３の端部側にフランジ部材１７を配設し、該フランジ部材１７の上側にピストン１２を配設、即ちパイプ１３の端部側（シャフト７の端部側）に前記フランジ部材１７を介してピストン１２を接続させることにより、該ピストン１２のバルブ部１５ｂがフランジ部材１７のバルブ部収容凹部１７ｃ内に収容されるようになって、該バルブ部収容凹部１７ｃの存在によって前記バルブ部１５ｂが保護され、図６の仮想線のように拡径されたとしても前記バルブ部１５ｂに傷等が生ずることを防止することができるのである。また、フランジ部１７ｂの存在によってピストン１２（ピストン本体部１５）の底面側がしっかりと支持され、その際傾斜部１７ｄが形成されているため、シール部１５ｄの動きが妨げられることがないのである。
【００４８】
また、フランジ部材１７には、円筒部１７ａに延設させた突出部１７ｅを形成させると共に、該突出部１７ｅに対応する切欠部７ｂをシャフト７の端部側に形成し、これら突出部１７ｅと切欠部７ｂとを係合させることにより、フランジ部材１７が回転しないようにすることが好ましい。
【００４９】
更に、フランジ部１７ｂの上面側には、ピストン支持部１４の固定用凸部１４ｅに対応するフランジ部凹部１７ｆを形成し、これら固定用凸部１４ｅとフランジ部凹部１７ｆとを係合させることにより、ピストン１２が回転しないようにすることが好ましい。
【００５０】
このように構成された本発明のピストン１２及び該ピストン１２を用いた定量ポンプ１について、その動作を説明すると、まず、予め操作ハンドル８を前方側、即ちケーシング２に近づける方向側に操作しておき、ガス検知管取付部材９のガス吸引口９ａ内にガス検知管４の端部側を挿入させて、該ガス検知管４をガス検知管装着部５に装着させる。
【００５１】
この状態で、操作ハンドル８を握って該操作ハンドル８を後方側、即ちケーシング２から遠ざける方向側に操作することにより、該操作ハンドル８の操作に伴ってシャフト７を介してピストン１２をシリンダー１１内に沿って後方側に摺動させる。
【００５２】
シリンダー１１内に沿ってピストン１２が後方側に摺動すると、該ピストン１２のシール部１５ｄ（リング状シール部１５ｅを含む）が前記シリンダー１１内と密着しており、該シリンダー１１と前記ピストン１２との間からガスが漏れることがないため、シリンダー１１内が真空乃至減圧状態になって周囲のガスが前記ガス検知管４及びガス吸引口９ａを介して前記シリンダー１１内に吸引されるようになる。
【００５３】
このとき、シリンダー１１内を所定の容量に形成しておくことにより、該シリンダー１１内に吸引されるガスの量を前記所定の容量に定量的に制御することができる、つまりガス検知管４内を通過させて吸引するガスの量を、例えば５０ミリリットルや１００ミリリットル等の容量に定量的に制御できるのである。
【００５４】
ここで、ガス検知管４内を通過させるガスの量が、シリンダー１１内の容量よりも多い場合、例えば、該シリンダー１１内に吸引できるガスの容量が１００ミリリットルであり、前記ガス検知管４内を通過させる必要があるガスの量が２００ミリリットルである場合には、一回の吸引操作、即ちピストン１２をシリンダー１１内に沿って後方側に摺動させる操作だけでは、前記希望とする吸引量を満たすことができない。
【００５５】
そのため、ピストン１２をシリンダー１１内に沿って前方側に摺動させ、再度前記ピストン１２を後方側に摺動させる操作をして吸引操作を行うことになるが、前記ピストン１２をシリンダー１１内に沿って前方側に摺動させる際、該シリンダー１１内に吸引されたガスは、ピストン１２の前方側への摺動によって圧縮されつつガス抜き用凹部１４ｆを通過してシャフト取付用孔部１４ａ・シャフト挿通用孔部１５ａに導入されるようになる。
【００５６】
このとき、シャフト挿通用孔部１５ａに延設されたリング状のバルブ部１５ｂの端部（内周凸状リップ部１５ｃを含む）とパイプ１３（シャフト７）とは密着状態になっているが、前記圧縮されたガスがシャフト挿通用孔部１５ａ内に導入されることにより、該ガスの圧力によってバルブ部１５ｂの端部が図６の仮想線で示したように稍拡径されるようになり、該拡径されたバルブ部１５ｂの端部と前記パイプ１３との間に形成された隙間から前記ガスが抜けるようになるのである。
【００５７】
つまり、シャフト挿通用孔部１５ａ内に圧縮されたガスが導入されていない通常時は、ピストン１２のバルブ部１５ｂの端部がパイプ１３（シャフト７）と密着して封止状態になっているが、前記シャフト挿通用孔部１５ａ内に圧縮されたガスが導入された場合には、ピストン１２のバルブ部１５ｂの端部が稍拡径されて前記圧縮されたガスが通過できるようになるという弁機能を有するようになるのであり。このようなバルブ部１５ｂの動作によって、ピストン１２はシャフト７との間で弁機能を発揮するようになるのである。
【００５８】
このように樹脂製のピストン支持部１４とゴム製のピストン本体部１５とを一体的に成型してピストン１２を形成することにより、該ピストン１２のピストン支持部１４が前記従来技術のフランジ１０５に相当し、シール部１５ｄ（リング状シール部１５ｅを含む）が前記従来技術のピストンパッキン１０６に相当し、バルブ部１５ｂ（内周凸状リップ部１５ｃを含む）が前記従来技術のリングバルブ１０７とＯ−リング１０８とに相当するようになる、即ち一つのピストン１２が多くの機能を有するようになることにより、ピストン１２を構成する部品点数を大幅に削減することができるため、保管等のコストを削減できると共に、容易に組み立てることができ、更にピストン１２を小型化・軽量化することもできるようになり、また、ゴム製のピストン本体部１５が一体化された樹脂製のピストン支持部１４によって強度が維持されるのである。
【００５９】
そして、前記従来技術においては、ピストン部１０３が複数の部品によって構成されていることから、ピストン部１０３の不具合の原因や部品の特定が困難であり、また、取り付け状態等によっても不具合が生じるため、部品交換等のメンテナンスや、組み立て作業が容易ではなく、特にピストン部１０３にガスの漏れ（リーク）等が生じた場合、ユーザーではメンテナンス等の対処が困難であるので、サービスセンター等に持ち込んで対処するしかなかったが、本発明に係るピストン１２及び定量ポンプ１であれば、該ピストン１２及び定量ポンプ１をサービスセンターに持ち込まなくても、ユーザーが容易にピストン１２を交換する等のメンテナンスを容易に行うことができると共に、不具合の原因や部品を容易に特定することができ、更に、このようなリーク等の不具合が仮に生じたとしてもピストン１２を交換しさえすれば前記不具合を容易に解消できるようになるのである。
【実施例１】
【００６０】
この実施例１においては、ポリブチレンテレフタレート樹脂を用いて略棒状のシャフト７を形成し、該シャフト７内にアルミニウムを用いて形成したパイプ１３を配設し、シリンダー１１（ケーシング２）の内部側のシャフト７の端部に、ポリブチレンテレフタレート樹脂を用いて形成したフランジ部材１７を配設すると共に、耐熱性のポリアミド樹脂を用いて形成したピストン支持部１４とアクリロニトリルブタジエンゴムを用いて形成したピストン本体部１５とを一体的に成型したピストン１２を配設して、これらピストン１２とフランジ部材１７とを固定ネジ１６によってシャフト７の端部に接続させ、その他の構成は、前記実施の形態と同様に形成して定量ポンプ１を製造した。
【００６１】
この際、ピストン１２には、シール部１５ｄの端部寄りに２本のリング状シール部１５ｅを形成し、バルブ部１５ｂの肉厚を略０．３ｍｍ程度にすると共に、長さを略３．１５ｍｍ程度にした。
【００６２】
このようにして製造した実施例１のピストン１２及び該ピストン１２を用いた定量ポンプ１は、１０人の使用者によってそれぞれ別々に製造してみたが、その製造された定量ポンプ１を用いてガス漏れ（リーク）試験を行ってみたところ、全ての定量ポンプ１にリークは確認されなかった。つまり、製造時やメンテナンス時における部品取り付けのバラツキによるリークはほとんど起こらないと推察されるものである。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明に係るピストン及び定量ポンプは、部品点数を削減して容易に製造することができることは勿論であるが、単に部品点数を削減したというだけではなく、メンテナンス性が向上され、更に、ガスの漏れの原因となる部分も少なくなることから、製造時の歩留まりが良くなると共に、信頼性も向上するようになる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の実施の形態に係る定量ポンプを略示的に示した斜視図である。
【図２】同定量ポンプの案内筒側の一部を断面で示した略示的な平面図である。
【図３】同定量ポンプに使用するシャフトとピストンとを分解して示しピストン側からみた略示的な斜視図である。
【図４】同定量ポンプに使用するシャフトとピストンとを分解して示しシャフト側からみた略示的な斜視図である。
【図５】同定量ポンプに使用するピストンを拡大して略示的に示した断面図である。
【図６】同定量ポンプに使用するピストンをシャフトの端部に接続させた状態を拡大して略示的に示した断面図である。
【図７】従来技術であるピストン部の構造を略示的に示した断面図である。
【符号の説明】
【００６５】
１  定量ポンプ
２  ケーシング
３  案内筒
４  ガス検知管
５  ガス検知管装着部
６  支持筒
７  シャフト
７ａ  軸方向
７ｂ  切欠部
８  ハンドル
９  ガス検知管取付部材
９ａ  ガス吸引口
１０  フィルター
１１  シリンダー
１２  ピストン
１３  パイプ
１３ａ  ネジ部
１４  ピストン支持部
１４ａ  シャフト取付用孔部
１４ｂ  凹部
１４ｃ  凸部用孔部
１４ｄ  周縁凹部
１４ｅ  固定用凸部
１４ｆ  ガス抜き用凹部
１５  ピストン本体部
１５ａ  シャフト挿通用孔部
１５ｂ  バルブ部
１５ｃ  内周凸状リップ部
１５ｄ  シール部
１５ｅ  リング状シール部
１５ｆ  リング状凹部
１５ｇ  凸部
１５ｈ  凸部用フランジ部
１５ｉ  孔部
１６  固定ネジ
１７  フランジ部材
１７ａ  円筒部
１７ｂ  フランジ部
１７ｃ  バルブ部収容凹部
１７ｄ  傾斜部
１７ｅ  突出部
１７ｆ  フランジ部凹部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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